小電流接地的檢測方法及裝置的製作方法

2023-07-28 02:18:36 3

專利名稱：小電流接地的檢測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種電網電路中的故障檢測方法及裝置，特別是電網電路中小電流接地系統單相接地的故障檢測方法及裝置。
在小電流接地電力系統中，時常發生單相接地故障，按照傳統的處理方法需將接地母線上多路出線逐條停電，來查找故障線路，造成用戶的非計劃停電，影響工廠的正常生產和人民的生活，給國家帶來不必要的經濟損失，若遇到兩條出線同時同相接地的停電查找，則停電次數將會更多，嚴重影響供電可靠性和售電量。目前國外已有的如「配電線路高阻抗故障(即小電流接地系統接地故障)分析儀」(參見WO88/05543)、是通過反應相位變化來測定並發出電網高阻抗故障信號，又如「中性點絕緣系統單相接地故障定位方法」(參見SU-746-343或SU-550-597)是通過靠外加信號建立諧振來測距，且須電網中性點絕緣及線路停電，上述方法及設備一般為微機型故障檢測儀，它除不能直接測量接地距離外，尚有設備複雜、價格高等缺點，因而不能有效地解決接地選線和迅速處理故障的問題。
本發明的目的在於接供了一種方法及相應的裝置，使小電流接地系統單相接地的故障發生時，可在不停電的情況下，利用電網本身發生的微量諧振信號，測出故障線路，並能估測出接地距離，加快了故障處理速度，減輕了巡線人員的勞動強度，且方法易行，裝置結構簡單、使用方便。
本發明的詳細技術方案一種電網電路中的故障檢測方法，特別是對小電流接地系統單相接地故障的發生線路及發生地點的檢測方法，其特徵在於它是由三個步驟所組成，首先建立檢測裝置，完成該裝置與電力設備的系統聯接，即將電網中14條出線，通過現有電力設施中的電流互感器及所加附件零序電流一電壓轉換器而接入一專用檢測裝置的15線接口，其中有一線接地，該裝置能測量出電網中各條出線零序電流中交流諧振量的大小，其數值最大的即為出線中接地線路;第二步將該接地出線的諧振信號頻率繼續由上述所說專用裝置測出;第三步將所測諧振頻率量值與「諧振頻率與接地距離關係曲線」(即fo-Sd曲線)相對照，即可查出此頻率對應的線路接地距離，亦即故障發生地點，所說的「諧振頻率與接地距離關係曲線」遵循
這一理論與實驗所得關係，其中fo為出線接地時電力系統發生的微量諧振頻率(Hz)，Sd為出線接地點距離(Km)，S∑為接地母線所聯出線及負載變壓器等效長度(Km)。
由上述故障檢測方法所採用的檢測裝置，即小電流接地系統單相接地的檢測裝置，它包括外殼，內部電路結構及相應的面板，特徵在於所說的內部電路結構是由含有測量交流電壓和頻率功能的萬用表加裝接口迴路選檢迴路及濾波抗幹擾迴路所組成;所說的接口迴路為由被測電路通過面板接口向裝置內引入15條導線，其中第15條為公共地線，接至萬用表COM端，第1-7線分別接至選檢迴路的第Ⅰ-Ⅶ選擇鍵左下方節點上，第8-14線分別接至第Ⅰ-Ⅶ選擇鍵左上方節點上，所說的選檢迴路是由構成2×7種選擇的7個選擇鍵及一個切換鍵所組成，7個選擇鍵左下方開關節點並聯接至切換鍵右側節點a，其左上方開關節點並聯接至切換鍵右側節點b，切換鍵c端為選檢迴路的輸出端，其引出線與濾波抗幹擾迴路相接，所說的濾波抗幹擾迴路是由RC阻容濾波器及三級典型雙「T」型濾波電路結合而成，其輸出端接至選擇鍵Ⅰ-Ⅶ右下方開關節點，經並聯後接至選擇鍵Ⅶ右上方節點，並與萬用表的交流電壓表及頻率表聯接。上述電路結構中的濾波抗幹擾迴路所採用的RC阻容濾波器，其Ri＝1.6KΩ，Ci＝0.047μF;所採用的三級「T」型濾波電路，其一級「T」型電路中應有C1＝C2＝C3＝C4，R1＝R2＝2R3，且濾波頻率f1＝50Hz，二級「T」型電路中應有C5＝C6＝C7＝C8，R4＝R5＝2R6，且濾波頻率f2＝250Hz，三級「T」型電路中應有C9＝C10＝C11＝C12，R7＝R8＝2R9，且濾波頻率f3＝150Hz。
本發明的工作過程及原理1、完成檢測裝置的系統聯接在被測電力系統中，原有高壓輸電線路通過電流互感器接入一「零序電流-電壓轉換器」即將電流互感器零線斷開，接入該附件，且將該轉換器安裝在出線端子箱內用電纜將14條高壓出線零序電壓信號傳至主控室中央信號盤，與本發明所涉檢測裝置的15線接口相聯亦即完成了系統聯接。2、檢測各出線的零序電壓信號裝置內15線接口與選擇鍵相聯接，外加切換鍵構成2×7種選擇，14條引線通過接口被送入選檢迴路，且對選檢迴路接通的零序電壓信號進行濾波抗幹擾處理，以濾掉因負荷不對稱引起的零序電壓及外界因素引起的高低頻電磁幹擾，之後，對濾波後的信號分別測量交流電壓值，其值最大者即為接地線路。3、測量接地線路零序電壓信號的振蕩頻率。4、對照「fo-Sd關係曲線」即可查出線路接地點的距離，並以此指導巡線人員快速查找和處理故障。
本發明的優越性1、本發明涉及的方法可在不停電的情況下，測出小電流接地系統單相接地故障的接地線路，且能估測出接地距離，故減少故障停電次數，加快了故障處理速度，同時也減輕了巡線人員的勞動強度;2、由於拋棄了傳統的測量零序功率方向的方法，轉而測量接地時系統發生的微量諧振信號，使得由此方法產生的檢測裝置線路結構簡單易行，較使用類似功能的其他裝置的費用大大降低，且能達到由測量系統諧振量頻率進而測量接地距離的目的;3、本檢測裝置安裝調試方便，與微機型檢測裝置相比較，無須將電壓互感器二次迴路接入，被測電網是否裝有消弧電抗器對此裝置也沒有影響;4、本檢測裝置尚有體積小(240×190×64mm3)，重量輕(1.5Kg)、功能全(可以測量交直流電壓、電流、電阻、頻率並能進行db測量，能保持原有萬用表所有功能及量程下的顯示數據)、精度高(0.2級)，攜帶方便，實用性強的優點。
以下結合本發明的附圖及實施例進一步說明本技術。
附圖一為本發明所涉檢測方法的程序框圖;
附圖二為本發明所涉檢測方法須應用的「fo-Sd」曲線示意圖。
其中fo為出線接地時的諧振頻率(Hz)，Sd為接地點距離(Km)「fo-Sd」曲線遵循規律為
S∑為接地母線所聯接線及負載變壓器等效長度(Km)。
附圖三為本發明所涉檢測裝置原理框圖。
其中A為被測電力系統。
B為附件(零序電流-電壓轉換器)C為檢測裝置內所含電路D為檢測裝置內自加電路部分E為檢測裝置內原萬用表功能電路附圖四為本發明所涉檢測裝置電路結構圖。
其中圖內的1-15為15線接口，Ⅰ-Ⅶ為選擇鍵，Ⅷ為切換鍵，V為萬用表的交流電壓表，Hz為萬用表的頻率表，V-Hz為萬用表輸入端。
附圖五為本發明所涉檢測裝置的局部電路-濾波抗幹擾電路圖。
其中Vi為輸入電壓，Ri為入端濾波電阻;Ci為入端濾波電容，C1-C12為構成雙「T」濾波迴路電容，R1-R9為構成雙「T」濾波迴路電阻，Vo為輸出電壓。
附圖六為本發明所涉檢測裝置的面板示意圖。
其中、1為電源開關，2為15線接口，3為出線選擇鍵，4為切換鍵，5為功能鍵，6為數據顯示屏，7為量程鍵，8為萬用表輸入端。
實施例一種電網電路的小電流接地系統單相接地的檢測方法及檢測裝置，其檢測方法是依照圖一的程序框圖而完成的，根據框

圖1所示首先要建立檢測裝置，以便得到該檢測方法所需要的「①電網中各出線零序電流交流諧振量之大小;②接地出線諧振信號之頻率」兩物理量。
所說的需建立的檢測裝置是依照圖三所示的原理框圖而建立起的圖四、圖五所示的電路結構及圖六所示的外殼面板，製作時可取市售的ESCORT、EDM-2347型4 1/2位數繁用表，在其內加裝圖五所示的濾波抗幹擾迴路，以消除三相不對稱負荷引起的零序電流信號，並加裝如圖四所示15線接口及選檢迴路，另外配合該裝置使用的附件「零序電流一電流壓轉換器」可選市售150VA單相變壓器，將其裝在出線端子箱內，用電纜將信號傳至主控室中央信號盤，通過15線接口將35KV7條出線及10KV7條出線(即14條出線7接入該檢測裝置，完成系統聯接。
上述裝置內的濾波抗幹擾電路(圖五)中，Ri＝1.6KΩ，Ci＝0.047μF，經阻容濾波去掉30KHz以上電磁幹擾，三級「T」型電路中可取值為一級「T」型電路C1＝C2＝C3＝C4＝0.1μF，R1＝R2＝31.847KΩ＝2R3，R3＝15.9KΩ＝R11/2，濾波頻率f1= 1/(2πR1·C1) = 50Hz二級「T」型電路中C5＝C6＝C7＝C8＝0.1μF，R4＝R5＝2R6＝6.366KΩ，其濾波頻率f2= 1/(2πR4·C5) = 250Hz三級「T」型電路C9＝C10＝C11＝C12＝0.1μF，R7＝R8＝2R9＝10.610KΩ，其濾波頻率f3= 1/(2πR7·C9) = 150Hz以上即為由檢測方法所要求建立的檢測裝置，且應方法之要求而將電網各條出線與裝置間完成了系統聯接，此時再回到該檢測方法所示的程序框圖中去即1、測出電網中各條出線零序電流中交流諧振量之大小諧振量最大者為出線接地線路;
2、用檢測裝置的頻率檔測出上述諧振量大的出線之諧振頻率;
3、將檢出的諧振頻率與「fo-Sd」曲線(圖二)對照，得出出線接地距離。
至此依該檢測裝置而完成了小電流接地系統單相接地故障的檢測方法。
權利要求
1.一種電網電路中的故障檢測方法，特別是對小電流接地系統單相接地故障的發生線路及發生地點的檢測方法，其特徵在於它是由三個步驟所組成，首先建立檢測裝置，完成該裝置與電力設備的系統聯接，該裝置能測量出電網中各條出線零序電流中交流諧振量的大小，其數值最大者(即該最大值大於接地母線所聯接其他出線值之和者)即為接地線路第二步將該接地出線諧振信號頻率繼續由上述所說專用裝置測出；第三步將所測諧振頻率量值與「諧振頻率與接地距離關係曲線」(即fo-Sd曲線)相對照，即查出此頻率對應的線路接地距離，亦即故障發生地點，所說的「諧振頻率與接地距離關係曲線」遵循fo=62000(10.1+Sd)(S+9.25Sd)]]>這一理論與實驗所得關係，其中fo為出線接地時諧振頻率(Hz)，Sd為出線接地距離(Km)，S∑為接地母線所聯出線及負載變壓器等效長度(Km)。
2.一種權利要求1中所涉及的故障檢測方法所採用的檢測裝置，即小電流接地系統單相接地的檢測裝置，它包括外殼，內部電路結構及相應的面板，特徵在於所說的內部電路結構是由含有測量交流電壓和頻率功能的萬用表加裝接口迴路，選檢迴路及濾波抗幹擾迴路所組成;所說的接口迴路為由被測電路通過面板接口向裝置內引入15條導線，其中第15條為公共地線，接至萬用表COM端，第1-7線分別接至選檢迴路的第Ⅰ-Ⅶ選擇鍵左下方節點上;第8-14線分別接至第Ⅰ-Ⅶ選擇鍵左上方節點上;所說的選檢迴路是由構成2×7種選擇的7個選擇鍵及一個切換鍵所組成，7個選擇鍵左下方開關節點並聯至切換鍵右側節點a，其左上方開關節點並聯接至切換鍵右側節點b，切換鍵c端為選檢迴路的輸出端，其引出線與濾波抗幹擾迴路相接;所說的濾波抗幹擾迴路是由RC阻容濾波器及三級典型雙「T」型濾波電路結合而成，其輸出端接至選擇鍵Ⅰ-Ⅶ右下方開關節點，經並聯後接至選擇鍵Ⅶ右上方節點，並與萬用表的交流電壓表及頻率表聯接。
3.由權利要求2所說的檢測裝置，特徵在於其內部電路結構中的濾波抗幹擾迴路所採用的RC阻容濾波器其Ri＝1.6KΩ，Ci＝0.047μF;所採用的三級「T」型濾波電路，其一級「T」型電路中C1＝C2＝C3＝C4，R1＝R2＝2R3，且濾波頻率f1＝50Hz，二級「T」型電路中C5＝C6＝C7＝C8，R4＝R5＝2R6，且濾波頻率f2＝250Hz，三級「T」型電路中C9＝C10＝C11＝C12，R7＝R8＝2R9，且濾波頻率f3＝150Hz。
全文摘要
本發明涉及電網電路中小電流接地系統單相接地故障的檢測方法及其檢測裝置，方法是由三個步驟所組成即，建立檢測裝置，測出電網中各出線零序電流中交流諧振量之大小，諧振量最大者為出線接地線路；進一步測出該出線諧振信號之頻率；最後將所測頻率用「fo-Sd」曲線表對照，則可得到出線接地距離。完成該檢測方法的裝置包括外殼、內部電路結構及相應的面板，其內部電路結構是由含有測量交流電壓和頻率功能的萬用表加裝接口迴路選檢迴路及濾波抗幹擾迴路所組成。
文檔編號G01R31/08GK1056583SQ9110363
公開日1991年11月27日 申請日期1991年6月8日 優先權日1991年6月8日
發明者胡玉海, 馬力, 李晨, 袁則領, 龐新科, 馬立東, 陳松泉, 邵廣旺, 郭克禮 申請人:天津漢沽供電局